包装中的运动控制:改进的10个技巧为了更好的衡量

包装机和生产线运动控制的最新技术发展为机器终端用户提供了显著的好处，并为机器原始设备制造商(OEM)扩展了能力。以下是10个机器设计技巧，以及第11个你可能没有考虑过的技巧。

1.分散的驱动器

分散式驱动技术由直接安装在电机上的驱动器组成。该技术显著减少了所需的布线量，并节省了控制柜空间、冷却成本和相关的能源效率。快速连接和公共直流总线进一步增强了这种分散驱动概念的有效性和现场性能。此外，由于每个电机只有一根电缆，因此也不需要单独的通信电缆。这是混合电缆技术的一个组成部分。

2.以太网通信

将以太网通信接口集成到驱动器中，允许与其他品牌的设备进行在线通信。这种开发在棕地线扩展或升级遗留控制，或当使用各种品牌的运动控制组件的新设备被最终用户或系统集成商合并时具有显著的优势。通过常规的以太网电缆连接，可以将其他通信语言路由到驱动系统组件和运动控制器，从而节省大量的资金和时间。简而言之，它为最终用户和OEM提供了选择最佳控制组件的灵活性。从软件的角度来看，过去的异构自动化环境是一个重大的工程挑战和财务障碍。这个障碍已经消失了。

3.增强安全性，一体化

为包装机制造商提供的“安全墙”的进步，包括安全可编程逻辑控制器(PLC)、硬件和软件，以及集成到驱动器中的安全等功能，提供了有效的双重安全场景。强制键开关锁定和线路安全工程的日子已经让位于故障安全控制器，安全功能集成在驱动器上，而驱动器的闭环位置控制仍然完全活跃。这意味着可以在打开防护罩和防护罩的情况下更快地重新启动生产线，从而缩短停机时间，减少产品浪费，提高生产率，所有这些都在一个安全的环境中进行，从而保护操作人员和机器。

4.单动平台

新的运动控制器技术，从1-128轴容量，只有两种形式因素(运动控制和PLC功能在一个硬件包)正在被业界广泛接受。拥有一个软件平台和从1轴到128轴配置相同的可编程性，在节省成本和工程时间方面增加了额外的优势。这一发展与从机器到机器或到完整的制造执行系统(MES)网络的增强通信协议一起出现。其结果是更快的施工、调试和线路集成。此外，在控制器内部拥有一个集成的web服务器有助于排除故障，从基本到高级。操作员控制、维护和诊断数据是标准化的，而与主主机或IT系统的数据链接是简化的。

5.更高性能的汽车

电机的进步，包括现场可更换编码器，即插即用技术和快速连接技术，已经改变了机器制造和线路维护的格局。例如，高性能、节能的交流伺服电机，加上一个驱动组件，正在作为一个包提供，制造商正在提供更多的软件工具，用于电机尺寸选择、驱动器配对和通信硬件选项。同样地，伺服电机、转矩电机和直线电机可与快速识别装置一起使用，使线路集成成为一键式操作。

6.高效的机电包

减速电机包通常用于特定的重型输送机应用。先进的螺旋斜面技术可以降低马力电机的使用，更平稳的启动，高扭矩控制，操作效率，和更少的能源消耗。这些只是在指定减速电机时应该考虑的一些功能。作为旁注，大多数制造商提供可下载的CAD文件，方便建筑商和最终用户社区进行设计集成，以促进工厂内和工程系统文档编制。此外，齿轮电机安装的所有机械数据通常都可以在线获取，这对安装人员来说是一个真正的优势。

7.环境保护

新的冲洗电机技术正在出现的食品和饮料生产和食品包装部门的特点是一个完整的不锈钢外壳。卫生设计在包装和加工工业的某些部门得到特别考虑，每当机器部件直接接触食品，饮料，化妆品等。具有完全卫生设计的冲洗电机为建筑商增加了整体机器的价值，并使最终用户的停机时间降至最低。目前，IP69K在这个巨大的细分市场中受到了相当大的关注。IP69K是用于高压和高温清洗设备的所有应用的标准。IP69K将在不久的将来成为食品加工的标准，因为它代表了对旧IP等级的明显改进。

8.模块化的功能

模块化机器设计可以让一台具有多个运动控制部分的大型机器或一条完整的生产包装线在不需要多个cpu的情况下运行。模块化带来了灵活性，然后可以设计解决方案，以提供从具有所有选项的机器到具有较少但特定于工作的选项的机器的无缝过渡。这里的经济优势是不言而喻的，这一发展的关键驱动因素是运动控制器和驱动系统的增强开放式架构。

9.远程连接

通过集成的web服务器，远程连接更加实用，维护人员拥有密码，可以对包装线进行完整的状态监控和现场故障排除。最终用户还可以在线访问完整的“修复程序”库。这个web服务器可以定制，以满足用户的需求。在更复杂的安排中，机器制造商和最终用户还可以提取性能数据，以跟踪机器正常运行时间、组件磨损、维护策略和总体设备效率(OEE)范例中的其他考虑因素。当然，在现场，关键优势是维护工程师能够快速准确地隔离生产线中的问题，进行诊断分析，订购零件，或以最有效和最具成本效益的方式获得现场服务。主要包装生产线停机一小时的价格为这种远程连接提供了动力。

10.内置全球标准

随着越来越多的国内(北美)机械和设备制造商向海外销售，遵守全球标准变得重要起来。供应商在全球范围内的存在对于机器制造商更容易快速获得零件和优质服务至关重要。上面提到的远程连接也是一个因素，但需要符合标准的机器组件，可以集成到现有的设计中以供国外销售，这是至关重要的。为了在世界市场上具有竞争力，建筑商必须认识到其供应商的国际能力。对于跨国公司的最终用户来说，这一规范对于获得当地标准组织的有效合规批准也是至关重要的。

11.再生增加效率

最后，虽然可能不是很明显，但再生驱动技术为机器制造商和最终用户提供了一种可持续性和节能灵活性的新衡量标准。结合再生的智能机器设计意味着刹车过程中浪费的动能可以用来驱动其他机器部件或以可测量的方式返回电网。这种驱动器上的“主动前端”技术，加上所使用的电机的能效更高，为建筑商和最终用户节省了可定义的最佳实践成就。

在整体评价中，自动化是现代包装生产线和提供它的设备或机械制造商的口号。自动化与训练有素的人员相结合，将提供更快、更高效、更具成本效益的生产。随着自动化产品和软件变得越来越可靠，价格也越来越便宜，纯机械系统的日子就算还没有结束，也屈指可数了。在生产线或机器上拥有高度的自动化意味着更快的产品转换、更快的配方调整、安装后的新生产线组件的归属、增强的故障排除能力等等。

- Ajay S. Rana是西门子工业公司的工业业务发展经理，负责包装。由CFE Media内容经理马克·t·霍斯克编辑，控制工程，mhoske@cfemedia.com．

在线

www.globalelove.com/archives

这篇文章，在6月在线档案，包含额外的信息和链接到其他机器设计信息。

www.globalelove.com/enewsletters

…提供机器控制通讯。

关键概念

• 机器设计可以通过与先进自动化技术相关的11个技巧来改进。
• 包装机受益于IP67K设备，可以承受高压冲洗。
• 自动化提供了更快的产品转换、更快的配方调整、安装后新生产线组件的归属以及增强的故障排除能力。

考虑一下这个

机器制造商应该知道，精明的终端用户将欣赏与先进机器设计相关的生命周期好处，这可能会增加一点资本成本，但在能源、更少的维护和更高的吞吐量和可靠性方面节省了许多倍。

在线额外

-请参阅以下相关报道和产品。

您是否具有本内容中提到的主题的经验和专业知识?你应该考虑为我们的CFE媒体编辑团队做出贡献，并获得你和你的公司应得的认可。点击在这里开始这个过程。